[發(fā)明專利]一種用于修復(fù)渦輪葉片葉尖裂紋的修復(fù)材料及其修復(fù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610955034.5
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN106591826B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭雙全;劉瑞;何勇;張鈾;羅奎林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍第五七一九工廠
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/05
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機維修技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于修復(fù)渦輪葉片葉尖裂紋的修復(fù)材料及其修復(fù)方法，所述修復(fù)材料為高強度抗氧化鎳基高溫合金粉末，采用惰性氣氛感應(yīng)預(yù)熱激光熔覆技術(shù)修復(fù)高壓渦輪工作葉片葉尖深裂紋部位，高壓渦輪工作葉片材料為定向凝固鎳基高溫合金DZ125；修復(fù)流程為：去除涂層→葉尖深裂紋打磨→修復(fù)路徑規(guī)劃→惰性氣氛感應(yīng)預(yù)熱→激光熔覆→手工打磨修外型→恢復(fù)涂層。本發(fā)明實現(xiàn)裂紋延伸至蓋板的定向凝固高壓渦輪工作葉片的修復(fù)，修復(fù)后X光和熒光探傷未發(fā)現(xiàn)裂紋，修復(fù)界面具有定向晶組織，修復(fù)后的高壓渦輪工作葉片壽命可達到380小時以上，對促進航空技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機維修技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于修復(fù)渦輪葉片葉尖裂紋的修復(fù)材料及其修復(fù)方法。

背景技術(shù)

某型航空發(fā)動機高壓渦輪工作葉片采用鎳基高溫合金DZ125定向凝固結(jié)晶精密鑄造而成。一個大修周期后高壓渦輪工作葉片在工作中葉尖出現(xiàn)大量的縱向裂紋，研究表明高壓渦輪工作葉片葉尖深裂紋主要是熱疲勞裂紋，大部分裂紋已經(jīng)裂至蓋板，最長達到4mm，屬于深裂紋范疇。DZ125為高鋁、鈦的高溫合金（Al+Ti含量的重量百分比約為8 %），且為葉片為定向凝固結(jié)晶精密鑄造而成，氬弧堆焊等常規(guī)方法在修復(fù)葉尖深裂紋時容易沿著定向凝固結(jié)晶方向產(chǎn)生新的裂紋，這主要是由于常規(guī)的氬弧焊能量不集中，熱影響區(qū)大，高的鋁、鈦含量使得第二相在焊接時容易析出而導(dǎo)致與基體熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生微裂紋。目前國內(nèi)還沒有公開報道關(guān)于定向凝固高壓渦輪工作葉片葉尖深裂紋的修復(fù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決以上技術(shù)問題，提供一種用于修復(fù)渦輪葉片葉尖裂紋的修復(fù)材料及其修復(fù)方法，采用惰性氣氛感應(yīng)預(yù)熱激光熔覆技術(shù)修復(fù)高壓渦輪工作葉片葉尖深裂紋部位，高壓渦輪工作葉片材料為定向凝固鎳基高溫合金DZ125；修復(fù)流程為：去除涂層→葉尖深裂紋打磨→修復(fù)路徑規(guī)劃→惰性氣氛感應(yīng)預(yù)熱→激光熔覆→手工打磨修外型→恢復(fù)涂層。

為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于修復(fù)渦輪葉片葉尖裂紋的修復(fù)材料，所述修復(fù)材料為高強度抗氧化鎳基高溫合金粉末，由以下組分以質(zhì)量百分比計組成：鉻8.6-10%，鈷13-15%，碳0.2-0.25%，鉬2.3-2.7%，鎢3.4-4.1%，鋁6-6.3%，鉭5.2-6.2%，鋯0.03-0.05%，硼0.02-0.05%，錸1.6-2%，鉿1.5-2.7%，余量為鎳。

進一步地，所述高強度抗氧化鎳基高溫合金粉末的粒徑為-100~+325目。

一種渦輪葉片葉尖裂紋的修復(fù)方法，包括以下步驟：

S1.清洗去除渦輪葉片表面涂層；

S2.通過機械打磨處理渦輪葉片，將渦輪葉片葉尖裂紋區(qū)域打磨成V型槽；

S3.通過惰性氣氛高頻感應(yīng)對渦輪葉片葉尖進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為900-1000℃；

S4.采用激光熔覆將修復(fù)材料沿渦輪葉片葉尖裂紋方向逐層堆積，所述激光熔覆的工藝參數(shù)為：掃描速度為3-4mm/s，激光功率為130-230W，激光光斑直徑為1mm，送粉率2-3g/min；

S5.然后對葉尖進行打磨修復(fù)，涂覆涂層。

進一步地，所述步驟S1的另一種選擇為通過機械打磨去除渦輪葉片表面涂層。

更進一步地，所述步驟S1采用化學(xué)清洗與機械打磨聯(lián)合去除渦輪葉片表面涂層。

進一步地，所述步驟S2中，V型槽的開口角度為50-70°。

進一步地，所述步驟S3中，惰性氣氛中水、氧、氮的含量分別小于10ppm。